一种单点支撑关节轴承性能试验机技术领域
本发明涉及一种试验机，尤其是涉及一种单点支撑关节轴承性能试验机，该试验机主要用于航空机体关节轴承在单点支撑工况下的模拟寿命试验，它属于航空航天技术领域。
背景技术
一般轴承应用选型以轴承极限转速、基本额定动载荷或基本额定静载荷为依据进行选型，但对于航空机体上应用的单点支撑关节轴承来说，如飞机操纵系统、缝翼、尾翼等部位的关节轴承，由于飞机结构设计的特殊性，不仅轴承的支撑方式为单点支撑，而且轴承的配合设计和安装方式设计也不同于常规机器设备轴承配合和安装的设计，其受力的非对称性，将造成轴承磨损的非常规性，从而带来轴承疲劳寿命理论的不适用性，故一般轴承选型依据不适用于单点支撑轴承的选型。
滚动轴承的性能测试设备是不能用来评价关节轴承的性能，故不能用做选型依据，而目前关节轴承的性能测试设备一般都是采用双点支撑或多点支撑，该工况下关节轴承能承受更大的载荷，而且受力均匀，此工况试验与航空机体上应用的单点支撑关节轴承，实际应用完全不同，其模拟的参数与受力方式相差甚大，故双支点支撑工况下关节轴承性能测试结果不能真实反应单点支撑工况下关节轴承的实际使用性能，因此也不能为其选型提供较为有力的技术支持。
公开日为2015年11月18日，公开号为105067263A的中国专利中，公开了一种名称为“尾桨式直升机尾旋翼配套组合关节轴承寿命试验机”的发明专利。该专利伺服驱动油缸通过变距叉架带动变距拉杆的上端作上下往复运动，变距拉杆的下端带动桨叶翻转，变距拉杆的上下两端安装有实验关节轴承。虽然该发明能够满足四支臂的尾旋翼配套组合关节轴承综合服役寿命试验，能够模拟各关节轴承工作中所承受的真实载荷和真实运动，但是对于航空机体上应用的单点支撑关节轴承来说，不仅轴承的支撑方式为单点支撑，而且轴承的配合设计和安装方式设计也不同于常规机器设备轴承配合和安装的设计，其受力的非对称性，将造成轴承磨损的非常规性，从而带来轴承疲劳寿命理论的不适用性，故其还是存在上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，对关节轴承及相关零部件实际工况进行模拟试验，从而寻找出影响关节轴承及相关零部件使用性能及寿命的关键因素，安全可靠，互换性强的单点支撑关节轴承性能试验机。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该单点支撑关节轴承性能试验机，包括电机、控制器、变频器、减速器、减速分配器和多个联轴器，所述电机通过联轴器与减速器相连，该减速器通过联轴器与减速分配器的输入轴相连，控制器的控制线与变频器相连，变频器连接在电机上，其特征在于：还包括试验单元、支座单元、加载装置、压力传感器、位移测量装置、工作台和多个加装扭矩传感器，减速分配器与试验单元通过加装扭矩传感器和联轴器连接，试验单元安装在支座单元上，加载装置通过压力传感器将载荷施加到试验单元上，位移测量装置连接在试验单元的一侧，电机、减速器、减速分配器、支座单元和加载装置均固定在工作台上，变频器和控制器固定在工作台的侧面；结构合理，试验单元与支座单元组成的一种外圈加载外圈驱动结构装置，安全可靠。
作为优选，本发明所述支座单元包括支架、调整环、销轴座、销轴和防松卡板，销轴座与支架采用紧配合加螺钉连接，销轴与销轴座采用紧配合加螺纹连接，防松卡板的一端与销轴连接，该防松卡板的另一端与支架连接，调整环套装在销轴上。
作为优选，本发明所述试验单元包括负荷体、支撑轴承、轴承座、试验轴承和传动方轴，试验轴承外圈安装在轴承座内，轴承座安装在支撑轴承内圈上，轴承座上开有注脂孔，支撑轴承外圈装在负荷体内，传动方轴与轴承座相连，试验轴承内圈安装在支座单元的销轴上；试验单元通过负荷体与衬套结构可以适用不同尺寸的试验轴承和支撑轴承，互换性强。
作为优选，本发明所述支座单元为一个崖壁梁长度可调整的单点支撑机构；便于试验单元安装的同时也有利于真实模拟轴承的实际工况。
作为优选，本发明所述减速分配器采用一输入三输出端结构；使得相互之间的连接效率更稳定。
作为优选，本发明所述加装扭矩传感器、试验单元、支座单元、加载装置均为三个，减速分配器的三个输出轴分别通过加装扭矩传感器和联轴器与三个试验单元相连接，三个试验单元分别安装在三个支座单元上。
作为优选，本发明所述联轴器包括第一联轴器、第二联轴器和第三联轴器，电机通过第一联轴器与减速器相连，减速器通过第二联轴器与减速分配器相连，第三联轴器设置在加装扭矩传感器和试验单元之间。
作为优选，本发明所述试验轴承包括脂润滑和自润滑；使得工作效果更佳。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、结构设计合理，支座单元设计成单点支撑结构，便于试验单元安装的同时也有利于真实模拟轴承的实际工况；2、试验单元通过负荷体与衬套结构可以适用不同尺寸的试验轴承和支撑轴承，互换性强；3、通过试验衬套内部润滑脂管路可以方便实现手动或自动定时给关节轴承注脂；4、三个工位均有独立加载装置和位移测量装置，既可独立试验也可多工位同时运行；5、监控试验单元扭矩变化和温度变化，实现试验轴承疲劳故障诊断，对试验轴承实现载荷谱控制。
附图说明
图1是本发明实施例的主视结构示意图。
图2是本发明实施例中试验单元与支座单元的组装结构示意图。
图中：联轴器L，电机1，第一联轴器2，减速器3，第二联轴器4，减速分配器5，加装扭矩传感器6，第三联轴器7，位移测量装置8，试验单元9，支座单元10，压力传感器11，加载装置12，工作台13，负荷体14，支撑轴承15，轴承座16，试验轴承17，传动方轴18，支架19，调整环20，销轴座21，销轴22，防松卡板23，注脂孔A。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图2，本实施例单点支撑关节轴承性能试验机主要包括联轴器L、电机1、减速器3、减速分配器5、加装扭矩传感器6、位移测量装置8、试验单元9、支座单元10、压力传感器11、加载装置12和工作台13。
本实施例中的电机1通过联轴器L与减速器3相连，该减速器3通过联轴器L与减速分配器5的输入轴相连，控制器的控制线与变频器相连，变频器连接在电机1上，减速分配器5与试验单元9通过加装扭矩传感器6和联轴器L连接，试验单元9安装在支座单元10上，加载装置12通过压力传感器11将载荷施加到试验单元9上，位移测量装置8连接在试验单元9的一侧，电机1、减速器3、减速分配器5、支座单元10和加载装置12均固定在工作台13上，变频器和控制器固定在工作台13的侧面。
本实施例中的加装扭矩传感器6、试验单元9、支座单元10、加载装置12均为三个，减速分配器5有三个输出轴，三个输出轴分别通过加装扭矩传感器6和联轴器L与三个试验单元9相连接，三个试验单元9分别安装在三个支座单元10上，三个加载装置12均通过压力传感器11在试验单元9一侧将试验载荷通过试验单元9外径施加在被试轴承上，在试验单元9另一侧安装有位移传感器，每个试验单元9内均安装有温度传感器，加装扭矩传感器6、压力传感器11、位移传感器和温度传感器的输出端与控制器输入端相连，位移传感器通过支架19固定在工作台13面上。
本实施例中的支座单元10包括支架19、调整环20、销轴座21、销轴22和放松卡板，销轴座21与支架19采用紧配合加螺钉连接，销轴22与销轴座21采用紧配合加螺纹连接，防松卡板23的一端与销轴22连接，该防松卡板23的另一端与支架19连接，调整环20套装在销轴22上，支座单元10为一个崖壁梁长度可调整的单点支撑机构。
本实施例中的试验单元9包括负荷体14、支撑轴承15、轴承座16、试验轴承17和传动方轴18，试验轴承17外圈安装在轴承座16内，轴承座16以一定的过盈量安装在支撑轴承15内圈上，轴承座16上开有注脂孔A，支撑轴承15外圈过盈配合装在负荷体14内，传动方轴18与轴承座16相连，试验轴承17内圈安装在支座单元10的销轴22上，内圈端面定位在支座单元10的调整环20的端面上。
本实施例中的试验单元9通过试验轴承17的内孔安装在销轴22上，试验轴承17包括脂润滑和自润滑。
本实施例中的减速分配器5采用一输入三输出端结构，该减速分配器5的三个输出端分别与三个加装扭矩传感器6相连。
本实施例中的联轴器L包括第一联轴器2、第二联轴器4和第三联轴器7，电机1通过第一联轴器2与减速器3相连，减速器3通过第二联轴器4与减速分配器5相连，第三联轴器7设置在加装扭矩传感器6和试验单元9之间。
本实施例的工作方式：电机1提供动力，将旋转运动或者摇摆运动通过减速器3和减速分配器5传递到试验单元9上，从而带动试验轴承17做出相应的动作，各部件之间通过第一联轴器2和第二联轴器4和第三联轴器7连接起来传递动力；销轴22属于一种悬臂梁结构，使得试验轴承17处于单点支撑状态，为试验轴承17提供的动力通过加装扭矩传感器6进行监测，加载装置12可以为试验轴承17施加载荷，载荷大小可以通过压力传感器11进行测量；当试验轴承17属于摇摆运动时，可以通过位移测量装置8来监测试验轴承17和销轴22的磨损变化情况；当试验轴承17为脂润滑轴承需要定期添加油脂时，可以通过注脂孔A进行加脂润滑。
本实施例中的试验过程中的数据监测和电机1动作控制均由PLC完成，试验时可根据试验参数设定摆动角度、摆动频率和载荷大小，通过减速分配器5的一输入三输出实现多工位同时运行以提高试验效率。
本实施例用来对关节轴承及相关零部件实际工况进行模拟试验，从而寻找出影响关节轴承及相关零部件使用性能及寿命的关键因素，为该类工况下的关节轴承的选型及与其配合的零部件材料选用、结构设计提供技术支持。
通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。